《Land》:Rewilding Beyond Boundaries: Modeling the Wildland Network in Baishanzu National Park and Surrounding Landscape
编辑推荐:
人口稠密地区的国家公园面临从基于边界的保护转向跨边界景观治理的日益增大的压力,然而国家公园内外荒野地之间的连通性仍未得到充分研究。中国庞大的人口和人为压力显著的空间差异使其成为研究该问题特别有信息量的区域。研究人员开发了一个面向再野化(rewilding)的荒
人口稠密地区的国家公园面临从基于边界的保护转向跨边界景观治理的日益增大的压力,然而国家公园内外荒野地之间的连通性仍未得到充分研究。中国庞大的人口和人为压力显著的空间差异使其成为研究该问题特别有信息量的区域。研究人员开发了一个面向再野化(rewilding)的荒野网络建模框架,并将其应用于中国百山祖国家公园及其周边县域。通过整合布尔叠加(Boolean overlay)、荒野连续体分析(wilderness continuum analysis)和电路理论(circuit theory),研究人员系统地描绘了荒野斑块、廊道和瓶颈点(pinch points)。研究人员识别出143个荒野斑块,覆盖面积1102.79 km2(占研究区面积的14.06%),其中以小碎片为主,表明景观破碎化严重。高电流密度区域集中于连续的山地森林带、山谷-山脊过渡带和狭窄的斑块间通道。共识别出26个瓶颈点,主要位于百山祖国家公园内、景宁县东南部以及云和-龙泉交界北部,同时还有公园内的15条内部廊道。在人类主导景观中的山地国家公园,其再野化策略可能受益于超越边界的扩展。跨边界荒野网络建模为全球廊道规划和再野化实践提供了方法论参考。
百山祖国家公园及周边景观的荒野网络建模:超越边界的再野化
人口稠密地区的国家公园正面临从边界式保护向跨边界景观治理转变的压力,但公园内外荒野地之间的连通性研究仍显不足。中国庞大的人口基数和显著的人为压力空间差异为这一议题提供了重要研究场景。百山祖国家公园位于浙江省西南部洞宫山脉,属武夷山系,保存了典型的山地常绿阔叶林生态系统,并分布有百山祖冷杉(Abies beshanzuensis)、黑麂(Muntiacus crinifrons)、中华穿山甲(Manis pentadactyla)、豹猫(Prionailurus bengalensis)、小灵猫(Viverricula indica)和百山祖角蟾(Megophrys baishanzuensis)等珍稀或代表性物种。然而,周边地区大量荒野斑块因道路、村镇、旅游开发及农林活动长期影响而连通性减弱,仅依靠公园内部保护难以覆盖动物栖息地和生态过程的空间需求。现有研究多集中于栖息地适宜性评价或潜在廊道识别,较少从再野化(rewilding)视角将荒野斑块(wildland patches)作为源、多路径连通及瓶颈点修复纳入统一框架。为此,研究人员以百山祖国家公园及周边龙泉市、庆元县、景宁畲族自治县和云和县为研究区,构建了面向再野化的荒野网络(wildland network)建模框架,整合荒野斑块识别、荒野质量评估和连通性建模,系统识别了区域尺度上的荒野斑块、潜在廊道和瓶颈点,并提出了廊道优化与节点修复策略。该研究发表于《Land》期刊。
研究方法上,研究人员利用30 m分辨率中国多期土地利用遥感监测数据、全国地理信息资源目录服务系统提供的居民点数据、整合OpenStreetMap、高德和2Bulu徒步路线等多源道路数据、1 km人口密度数据以及数字高程模型(DEM)等,在QGIS中统一预处理并投影至Asia North Albers Equal Area Conic坐标系。首先采用布尔叠加法排除建设用地、人为干扰地类以及居民点和道路缓冲区,以最小斑块面积1 km
2为阈值识别荒野斑块;其次基于土地利用自然度、距居民点距离、距道路距离、人口密度、居民点密度和道路密度6个指标,经对数归一化和加权线性组合构建荒野质量指数(WQI);随后将WQI与DEM结合生成综合阻力面,以面积≥10 km
2的荒野斑块作为生态源,使用Linkage Mapper计算最小成本路径(least-cost path, LCP)生成潜在廊道,再利用Pinchpoint Mapper基于电路理论(circuit theory)识别瓶颈点(pinch points)。
研究结果包括三个主要方面。3.1 荒野斑块的空间格局:通过布尔叠加和面积筛选,共识别出143个荒野斑块,总面积1102.79 km
2,占研究区面积的14.06%。斑块主要分布于山地森林保存较好、道路密度低、居民点稀疏的区域,呈不连续分布。面积分级统计显示,1–10 km
2的小斑块数量最多(114个,占斑块总数的42.50%),而大于40 km
2的巨大型斑块仅3个,表明区域荒野空间高度破碎化;国家公园内部斑块数量较多且中位面积略高于周边县域,但面积结构仍以小斑块为主。3.2 荒野质量指数的空间格局:WQI表现出明显的空间梯度,高值区(>1.2)主要集中于国家公园中南部和高海拔山地森林,低值区(<0.8)分布于周边低海拔地区、主要交通走廊和城镇周边。沿经度和纬度方向,WQI最大值和平均值曲线相对平稳,而最小值波动显著,说明低质量斑块的空间异质性主导了荒野质量的整体变异。3.3 荒野网络与瓶颈点:基于阻力面和最小成本路径,共识别出67条潜在荒野廊道,总长度约919.15 km,单条长度介于2.04–41.92 km之间,中位数为9.62 km,均值为13.72 km,呈右偏分布。短距离廊道(<4 km)占比最高(23.88%),长距离廊道(≥20 km)占19.40%,表明网络兼具局地连接和跨区域连接功能。国家公园内部廊道数量较少但中位长度较长,周边县域廊道数量多且长度变异性大。通过电路理论识别出26个瓶颈点,主要分布于国家公园周边(龙泉市)、东北部(东坑镇、雁溪乡、大均乡)和西北部(赤石乡、石塘镇、道太乡),呈点状或短带状聚集,多位于廊道收缩、地形转折和自然-人为用地交界处,反映了地形约束与人类活动的双重影响。
在讨论部分,研究人员强调再野化不应局限于公园边界内的栖息地恢复,而应扩展到跨边界荒野连通性重建。国家公园边界是管理所需,但不足以支撑物种扩散和生态过程所需的空间;识别出的瓶颈点应作为优先干预节点,通过野生动物通道、植被恢复、林缘修复和被动再野化等措施提升整个网络的连接效率。研究同时指出,该网络属于结构连通性评估,而非物种特异性功能连通性验证,需结合野外监测数据加以验证。在政策层面,应将荒野网络纳入国土空间规划和公园管理体系,针对道路、河谷、村庄等不同障碍类型采取差异化治理措施。
研究结论可概括为:本研究开发了一个将荒野斑块识别、荒野质量评估、阻力面构建和连通性建模相结合的再野化导向框架,应用于百山祖国家公园及周边景观,识别出143个荒野斑块、67条潜在廊道和26个瓶颈点,表明与保护相关的生态联系延伸至公园边界之外。这些发现支持从以边界为中心的栖息地保护转向跨边界荒野网络治理,其中荒野斑块、廊道和瓶颈点可作为保护、恢复和协调景观管理的差异化空间单元。然而,该网络应被视为面向规划的潜在连通性表征,而非实际物种移动的直接证据;其稳健性受人为干扰的静态表征、阻力设置的不确定性和物种特异性响应等因素限制。未来工作需整合动态干扰数据与野外生态验证,并将网络要素转化为国家公园规划、跨行政协调、恢复优先排序和土地利用调控的可操作工具,从而更好地支持人类主导山地地区的适应性再野化和景观尺度生物多样性保护。